Wrocław 1998.03.19

Laboratorium

Miernictwa Elektronicznego

Student: DAWID KWIECIEŃ

Wydz. E i T Rok I

Prowadzący: dr Jagielnicki

Ćwiczenie Nr 1

TEMAT: Błędy graniczne narzędzi pomiarowych

I. Cel ćwiczenia

Poznanie źródeł informacji o warunkach użytkowania narzędzi pomiarowych, przyswojenie pojęć związanych z określeniem błędów granicznych przyrządów analogowych i cyfrowych oraz wzorców rezystancji; nabycie umiejętności ich stosowania, ze zwróceniem uwagi na poprawny dobór zakresów, odczyt i zapis wyniku.

II. Spis przyrządów

1.Woltomierz magnetoelektryczny o ruchomej cewce o klasie dokładności 0.5

2.Woltomierz cyfrowy o błędzie
0.05% wartości mierzonej i
0.01% pełnej skali

III. Zadanie

Zmierzyć napięcie wyjściowe zasilacza stabilizowanego ( ok.1V ) przyrządami analogowym i cyfrowym przy różnych ustawieniach zakresu pomiarowego tych przyrządów. Opracować wyniki pomiarów.

Woltomierz włączamy równolegle do badanego układu !

1. Pomiary :

Stałą woltomierza analogowego liczymy ze wzoru : C_V = U_Z /
_z (Zakres / Liczbę działek)

Np. C_V = 1.5 V / 75 dz = 0.02 V/dz

2. Błędy pomiarowe :

Błędy liczymy ze wzorów :

1. Dla przyrządu analogowego

- Błąd bezwzględny
U =

- Błąd względny
=
U =

2. Dla przyrządu cyfrowego

- Błąd bezwzględny
U =
+

Gdzie A oznacza błąd wartości mierzonej w procentach ,

a B oznacza błąd pełnej skali w procentach ;

• Błąd względny
  _x =
  *100 %=
  _p +
  * 100 %

3. Przykładowe obliczenia :

U₁ =
= 0.0075 V
0.008 V

U₁ =
*100% = 0.81 %

U₂ =
= 0.015 V

U₂ =
*100%
1.51 %

U₃ =
+
= 4.842*10^-4 + 1*10^-4 = 0.0006 V

U₃ =
*100% = 0.0619578
0.06 %

U₄ =
+
= 4.885*10^-4 + 1*10^-4 = 0.0014885 V
0.002 V

U₄ =
*100% = 0.02047 %
0.21 %

3. 
   
   Tabela wyników pomiarów

4. Wykres mierzonego napięcia

0.9 U₃ U₄ U₁ U₂ 1.0 U [ V ]

5. Wnioski

W ćwiczeniu dokonaliśmy pomiaru napięcia wyjściowego zasilacza stabilizowanego. W założeniu miał to być pomiar ok.1V. Do pomiaru użyliśmy woltomierza analogowego

i cyfrowego. Wyniki pomiarów zgromadzone w tabeli pokazują , że zmierzona wartość waha się od 0.9684 V
0.992 V. Najmniejszy błąd pomiaru wynosi 0.06% dla przyrządu cyfrowego przy zakresie równym 1V. Zauważamy , że błąd wzrasta wraz ze wzrostem zakresu pomiarowego przy stałej wartości mierzonej wielkości , co wydaje się być naturalne. Jednym z najdokładniejszych rozwiązań przy pomiarze przyrządem analogowym jest taki dobór zakresu , aby wychylenie wskazówki było powyżej 2/3 podziałki na tarczy przyrządu ponieważ błędy są najmniejsze dla max. wychyleń wskazówki miernika (należy dobrać odpowiedni zakres ; dobór zakresu mniejszego może spowodować uszkodzenie wskazówki). Dokładność woltomierza cyfrowego również zależy od zakresu tzn. im zakres mniejszy tym pomiar posiada więcej cyfr znaczących (mierzona wartość musi zawierać się w tym zakresie).

Wartości błędu podczas pomiarów woltomierzem analogowym nie przekraczały 1.51% , a woltomierzem cyfrowym 0.21% , stąd wniosek , że użyty przyrząd cyfrowy jest bardziej precyzyjny od przyrządu analogowego.

1

3